一種汽車傳動軸圓跳動檢測與校直系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車傳動軸圓跳動檢測與校直系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種基于非 接觸式激光位移傳感器及步進電機控制的圓跳動檢測與校直系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 汽車傳動軸在生產過程中，是由前端和后端兩部分焊接而成的。在焊接時，理想的 狀態(tài)是前端部分與后端部分軸心在同一水平線上，但在實際焊接時，汽車傳動軸前端部分 和后端部分的軸心通常并不是在同一水平線上，會存在一定的夾角Θ，此時焊接處的圓跳 動量不為0。若汽車傳動軸焊接處圓跳動超過允許范圍，且此汽車傳動軸未經檢測、校準就 直接投入使用，可能會造成汽車在行駛過程中的不平穩(wěn)，同時因為傳動軸的同軸度不好，軸 向力的方向不同，長期使用，必然會對傳動軸造成損害，影響其使用壽命，甚至會因此造成 交通事故。因此，傳動軸在投入使用之前，必須運用相應的圓跳動檢測系統(tǒng)對其圓跳動量進 行檢測并對圓跳動量超出規(guī)定范圍的傳動軸進行校準。
[0003] 傳統(tǒng)的圓跳動檢測與校直系統(tǒng)，普遍采用百分表測量位移信息，利用人眼來觀察 百分表讀數，并且依靠人工手動轉動汽車傳動軸。傳統(tǒng)的圓跳動量檢測方法依靠人眼讀取 位移信息，因此隨機誤差大，不能達到高精度的要求，同時依靠人工轉動并定位傳動軸，不 僅工作量大，耗費人力而且定位精度不高。
[0004] 本發(fā)明提供的汽車傳動軸圓跳動檢測與校直系統(tǒng)是一種高自動化地智能型系統(tǒng)， 主要由控制電路模塊、機床固定模塊及上位機顯示模塊組成。精確地控制步進電機的轉速、 定位和輸出數據的可靠性、穩(wěn)定性是系統(tǒng)研制的核心和難點。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明主要是提供一種新型系統(tǒng)以解決圓跳動自動檢測與校直的技術問題：⑴ 提供了一種采用非接觸式激光位移傳感器作為檢測元件，精確的檢測汽車傳動軸在轉動一 周的過程中表面檢測點距傳感器的位移信息數據，從而通過處理獲得該檢測表面的圓跳動 量，并通過工業(yè)控制柜上顯示屏顯示；（2)通過步進電機驅動待測汽車傳動軸旋轉，主控芯 片根據（1)中獲取的數據，驅動動步進電機旋轉或停止，使待測汽車傳動軸表面需要校直 的點位于液壓機正下方。液壓機下壓即可完成汽車傳動軸圓跳動的檢測與校直過程。
[0006] 本發(fā)明的具體技術方案如下：
[0007] 一種汽車傳動軸圓跳動檢測與校直系統(tǒng)，包括機床（1)、固定在機床上的步進電機 模塊（2)、固定在機床側邊的4個激光位移傳感器單元(6)、固定在機床正上方的液壓機構 (7) 、以及固定在機床上方的工業(yè)控制柜（8)。
[0008] 所述步進電機模塊（2)包括一個步進電機（3)、與步進電機相連的減速器（4)以及 固定在機床（1)上的端面齒輪（5);所述步進電機（3)中心軸、減速器（4)中心軸與端面齒 輪（5)中心軸同軸放置，減速器⑷一端沿中心軸開有深孔，與步進電機（3)伸出軸配合固 定，端面齒輪（5) -端沿中心軸開有深孔，與減速器（4)伸出軸配合固定；步進電機（3)通 過固定片固定在減速器（4)上，減速器（4)通過固定片固定在端面齒輪（5)上，以保證步進 電機（3)在驅動減速器（4)、端面齒輪（5)、待測汽車傳動軸轉動時，步進電機（3)、減速器 (4)、端面齒輪（5)、待測汽車傳動軸在軸向和徑向上均不發(fā)生移動。
[0009] 所述激光位移傳感器單元（6)包括激光位移傳感器（61)、傳感器安裝盒（62)、傳 感器軌道（63);所述傳感器軌道（63)固定焊接在機床（1)側面，傳感器安裝盒（62)安裝 于傳感器軌道(63)上，傳感器安裝盒(62)可沿傳感器軌道(63)在水平方向上移動，傳感 器（61)安裝于傳感器安裝盒（62)內，傳感器（61)可沿傳感器安裝盒（62)的開口方向里 外移動。
[0010] 所述工業(yè)控制柜（8)包括用于顯示的工業(yè)電腦（9)、控制電路模塊（10)、步進電 機驅動器（11)、為控制電路模塊（10)供電的開關電源（12)、為步進電機驅動器（11)供電 的變壓器（13)，控制電路模塊（10)分別與工業(yè)電腦（9)、步進電機驅動器（11)、開關電源
[12] 連接；所述的控制電路模塊（10)包括A/D轉換電路（102)、主控芯片（103) ;A/D轉換 電路（102)與激光位移傳感器（61)連接，所述激光位移傳感器單元（6)采集數據后經由控 制電路模塊（10)中的A/D轉換電路（102)后，再由主控芯片（103)完成均值、濾波、求差的 數據處理，通過主控芯片（103)內置的定時器向步進電機驅動器（11)發(fā)送頻率可控的PWM 脈沖控制步進電機（3)以一定轉速轉動或啟動停止，并由此帶動減速器（4)、端面齒輪（5)、 待測汽車傳動軸以相應速度轉動或啟動停；同時通過串口傳輸，將處理得到的圓跳動信息 和步進電機（3)的轉動信息經由工業(yè)電腦（9)顯示，操作人員根據工業(yè)電腦（9)顯示的結 果利用液壓機下壓，快捷方便地完成汽車傳動軸圓跳動的檢測與校直。
[0011] 所述步進電機（3)轉動速度的控制是通過設置主控芯片（103)內的定時器時鐘分 割實現的：定時器每發(fā)生兩次中斷，向步進電機驅動器（11)發(fā)送一個PWM脈沖，即步進電機 驅動器（11)接收到一個上升沿，從而驅動步進電機（3)轉動，繼而帶動減速器（4)、端面齒 輪（5)、待測傳動軸轉動；通過改變定時器發(fā)生中斷的時間，即可改變脈沖的頻率，從而實 現對步進電機轉速（3)的控制，計算公式如下：
【主權項】
1. 一種汽車傳動軸圓跳動檢測與校直系統(tǒng)，其特征在于：包括機床（I)、固定在機床上 的步進電機模塊（2)、固定在機床側邊的4個激光位移傳感器單元（6)、固定在機床正上方 的液壓機構（7)、以及固定在機床上方的工業(yè)控制柜（8)。
2. 根據權利要求1所述的一種汽車傳動軸圓跳動檢測與校直系統(tǒng)，其特征在于：所述 步進電機模塊（2)包括一個步進電機（3)、與步進電機相連的減速器（4)以及固定在機床 (1)上的端面齒輪（5);所述步進電機（3)中心軸、減速器（4